本文關(guān)鍵詞：交通指路標(biāo)志字高與視認(rèn)性關(guān)系研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

第２６卷第７期２００９年７月

公路交通科技

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｉｇｈｗａｙａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ

Ｖ０１．２６Ｎｏ．７

Ｊｕｌ．２００９

文章編號(hào)：１（｝０２－０２６８（２００９）０７－０１１５－０６

交通指路標(biāo)志字高與視認(rèn)性關(guān)系研究

蔣海峰，韓文元，張智勇

（交通部公路科學(xué)研究院，北京１０００８８）

摘要：采取理論分析和大量現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)合的研究方法，分析了指路標(biāo)志漢字字高與視認(rèn)性的定量關(guān)系�；谝曈X(jué)生理學(xué)理論和非線性回歸分析的方法，建立了交通標(biāo)志漢字字高通用模型，該模型與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)之間具有較好的擬合性ｊ研究結(jié)果一方面驗(yàn)證了我國(guó)現(xiàn)有指路標(biāo)志字高標(biāo)準(zhǔn)的合理性和科學(xué)性，另一方面為交通指路標(biāo)志字高的科學(xué)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：交通工程；交通標(biāo)志；指路標(biāo)志；字高；視認(rèn)性；交通安全中圖分類(lèi)號(hào)：Ｕ４９１

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ

ＳｔｕｄｙｏｆＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎＷｏｒｄＨｅｉｇｈｔａｎｄＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｆｏｒＴｒａｆｆｉｃＧｕｉｄｅＳｉｇｎｓ

ＪＬＡＮＧＨａｉｆｅｎｇ，ＨＡＮＷｅｎｙｕａｎ，ＺＨＡＮＧＺｈｉｙｏｎｇ

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Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ

１０００８８，Ｃｈｉｎａ）

，ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｗｉｔｈｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｆｉｅｌｄｔｅｓｔｓ，ｔｈｅｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｗｏｒｄｈｅｉｇｈｔｏｆＣｈｉｎｅｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｓ

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ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；Ｌｒａｆｆｉｃｓｉｇｎ；ｇｕｉｄｅ

ｓｉｇｎ；ｗｏｒｄ

ｈｅｉｇｈｔ；ｖｉｓｕａｌｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ；ｔｒａｆｆｉｃｓａｆｅｔｙ

０引言

指路標(biāo)志是傳遞道路前進(jìn)方向、地點(diǎn)和距離信息的標(biāo)志，是幫助道路使用者快速、準(zhǔn)確到達(dá)目的地和減少交通延誤的重要交通設(shè)施，在現(xiàn)代道路交通管理

應(yīng)加大字高，有一些地區(qū)的高速公路將指路標(biāo)志上的漢字字高做到了８０ａｍ以上，再加上近年來(lái)，交通參與者對(duì)交通信息量需求的不斷增加，交通標(biāo)志需提供的信息量也越來(lái)越多，這直接導(dǎo)致指路標(biāo)志版面越做越大。不僅造成不必要的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)，而且占用了道路空間，影響了景觀，對(duì)司機(jī)產(chǎn)生壓抑感，甚至導(dǎo)致標(biāo)志結(jié)構(gòu)存在安全隱患，直接威脅交通安全。因此，有

中發(fā)揮著重要的作用。指路標(biāo)志上的漢字作為信息交

換的第一要素，如何準(zhǔn)確、快速地傳遞給快速移動(dòng)的道路使用者，漢字本身的質(zhì)量起決定因素。相關(guān)專(zhuān)家

必要對(duì)現(xiàn)代交通條件下，漢字的字高的適用性問(wèn)題作

進(jìn)一步的驗(yàn)證和分析，回答社會(huì)質(zhì)疑，為科學(xué)設(shè)計(jì)道路交通標(biāo)志提供理論依據(jù)。同時(shí)達(dá)到即保障交通安全，又節(jié)約交通資源投入的雙重目的。

學(xué)者對(duì)漢字的結(jié)構(gòu)與其視認(rèn)性進(jìn)行了深入研究，并取得了很多實(shí)用研究成果和結(jié)論¨“Ｊ。

當(dāng)前在我國(guó)有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，ＧＢ５７６８—１９９９中規(guī)定的漢字字高已不適應(yīng)現(xiàn)代交通和道路發(fā)展的要求，

收稿日期：２１３０８—１２－０３

基金項(xiàng)目：交通部匹『部交通建設(shè)科技資助項(xiàng)目（２００４３１８２２３３３—１０）

作者簡(jiǎn)介：蔣海峰（１９７８一），男，河南永城人，助理研究員，博士，研究方向?yàn)榻煌ò踩�、檢測(cè)技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)化．（ｈｆ．ｊｉａｎｇ＠ｒｉｏｈ．饑）

萬(wàn)方數(shù)據(jù)

１１６

公路交通科技

第２６卷

１

國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有研究基礎(chǔ)

國(guó)外很多國(guó)家都針對(duì)其使用的交通文字開(kāi)展研

究，理論相對(duì)比較成熟和完善，并制定了本國(guó)交通標(biāo)志使用文字的標(biāo)準(zhǔn)。前聯(lián)邦德國(guó)學(xué)者研究認(rèn)為：正常視力能看到７０ｍ處標(biāo)準(zhǔn)交通標(biāo)志信息的駕駛員，其視認(rèn)距離大小是字母高度的３００。５００倍，英國(guó)交通工程界學(xué)者普遍認(rèn)為，這個(gè)倍數(shù)應(yīng)等于６００。英國(guó)的相關(guān)研究成果表明：道路標(biāo)志牌上字母的必要高度，高度表達(dá)式為…：

日：盟掣＋尋ｓ

阱

斗

（１）

其中，Ⅳ為標(biāo)志板字母高度；Ｎ為標(biāo)志牌上的單詞數(shù)；ｙ為行車(chē)速度；Ｓ為汽車(chē)距離標(biāo)志設(shè)置地點(diǎn)的距離。

Ｆｏｒｂｅｓ和Ｍｏｓｃｏｗｉｕ（１９３９）進(jìn)行了交通標(biāo)志大小寫(xiě)英文字母視認(rèn)性的對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)寬度固定時(shí)小寫(xiě)字母更易讀；Ｋ叩ｔｚ（１９５０）針對(duì)數(shù)字的視認(rèn)性開(kāi)展了研究，得出視認(rèn)效果最佳時(shí)漢字字高與筆劃寬度比應(yīng)該為５：ｌ的結(jié)論；加拿大、德國(guó)等從人的視覺(jué)生理學(xué)角度考慮，，構(gòu)建了標(biāo)志文字設(shè)置高度的數(shù)學(xué)模ｆｆ型［２Ｊ。日本標(biāo)志文字基本尺寸規(guī)定如表ｌ。

表１日本交通標(biāo)志文字高度

‘Ｔａｂ．１

Ｃｈａｒｌｌｃｔｔｅｒｈｅｉｇｈｔｓｏｆ

Ｊａｐｍａｅｓｅ

ｔｒａ幣ｃ蛐

設(shè)計(jì)車(chē)速／（ｋｉｎ?ｈ。１）

文寧大�。z

車(chē)速≤３０１０加≤車(chē)速≤∞２０車(chē)速３７０

３０

以上國(guó)外的研究成果除日本的研究外，大都基于拉丁字母和阿拉伯?dāng)?shù)字體系，對(duì)我國(guó)指路標(biāo)志字高的研究沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的參考價(jià)值，更不能直接引用。可借鑒的只是一些科學(xué)、合理和有效的研究方法和手段。

漢字體系很復(fù)雜，不同字高、不同筆畫(huà)和不同字體結(jié)構(gòu)的指路標(biāo)志，其視認(rèn)性有明顯差異。我國(guó)對(duì)指路標(biāo)志字高模型的研究成果具有代表性的有：華中科技大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院的胡光明教授（２００６）研究了指路標(biāo)志牌的版面設(shè)計(jì)方法，通過(guò)與駕駛員視認(rèn)距離有關(guān)的因素來(lái)確定指路標(biāo)志的文字高度和尺寸。對(duì)交通標(biāo)志內(nèi)容的規(guī)范化也提出了一些建議，同時(shí)探討了不同層次路網(wǎng)結(jié)構(gòu)下駕駛員對(duì)指路標(biāo)志信息的需求【３Ｊ。文獻(xiàn)［３］給出的已有研究成果表明，黑體漢字的視認(rèn)效果最好，漢字的筆畫(huà)多少、漢字結(jié)構(gòu)等對(duì)其視認(rèn)性都有顯著的影響；筆畫(huà)越多、結(jié)構(gòu)越復(fù)雜就越難辨認(rèn)，反之則越容易辨認(rèn)［３］３。但是，該研究成果只對(duì)指路標(biāo)志的設(shè)計(jì)設(shè)置進(jìn)行了簡(jiǎn)單的論述，沒(méi)有相關(guān)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)給以支持和驗(yàn)證。在實(shí)際中還有許多問(wèn)

萬(wàn)方數(shù)據(jù)

題需要研究驗(yàn)證。

文獻(xiàn)［４］研究了研究了影響標(biāo)志漢字視認(rèn)性的因素，主要包括：字體的影響、漢字使用頻率對(duì)辨認(rèn)的影響、漢字筆畫(huà)數(shù)對(duì)辨認(rèn)的影響、漢字高度的確定、漢字高度與視認(rèn)距離的定量關(guān)系等。文中給出駕駛員視認(rèn)距離與漢字字高的關(guān)系式【４Ｊ：

Ｄ＝６８７．６?ｈ?Ａ絕對(duì)／Ｃ，

（２）

其中，Ｄ為駕駛員的視認(rèn)距離；Ａ絕對(duì)為駕駛員的視力；Ｃ為漢字與字標(biāo)的換算系數(shù)；ｈ為漢字高度。

１９９８年，交通部公路科學(xué)研究院承擔(dān)國(guó)家“七五”

攻關(guān)項(xiàng)目“高速公路標(biāo)志漢字視認(rèn)性及標(biāo)志形式的研究”，但主要是從技術(shù)角度，位置設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，針對(duì)我國(guó)道路交通條件和駕駛員的實(shí)際水平，采用室內(nèi)試驗(yàn)和室外道路試驗(yàn)相結(jié)合的方法，對(duì)交通標(biāo)志的顏色、漢字結(jié)構(gòu)、版面大小進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，包括與司機(jī)視力有關(guān)的試驗(yàn)與漢字本身結(jié)構(gòu)特征有關(guān)的試驗(yàn)與標(biāo)志板面布設(shè)有關(guān)的試驗(yàn)。研究了漢字的字體、字高、筆劃粗、高寬比、字間距、行間距等對(duì)標(biāo)志的易讀性和可見(jiàn)性的影響。其中完成的最重要的研究?jī)?nèi)容是根據(jù)幾何原理建立了字高計(jì)算模型為：

Ｌ一

垡：量￡．

！

，¨、。７

”一Ａ絕列Ａ相對(duì)（５７．３×６０）ｐｌｐ２Ｐ３Ｐ４’

其中，ｈ為漢字高度；ｔ，為車(chē)速；ｃ為漢字與視標(biāo)的轉(zhuǎn)換常數(shù)；ｔ為對(duì)漢字感知、理解時(shí)間；Ｐ１一Ｐ４為漢字寬高比、漢字字高筆劃粗比、漢字使用頻率、漢字筆畫(huà)數(shù)的相對(duì)正確辨認(rèn)率；Ａ絕對(duì)為絕對(duì)視力即人的生理視力；以相對(duì)為相對(duì)視力呈現(xiàn)時(shí)間為０．２ｓ，偏角為釅時(shí)的相對(duì)視力。

式（３）中漢字與視標(biāo)的轉(zhuǎn)換常數(shù)是由實(shí)驗(yàn)與理論推導(dǎo)得出，漢字感知、理解時(shí)間通過(guò)室內(nèi)靜態(tài)試驗(yàn)標(biāo)定約為２．６ｓ。通過(guò)此公式可以計(jì)算不同設(shè)計(jì)速度下漢字字高，然后根據(jù)消失距離大小確定最終字高。該研究成果為ＧＢ５７６８一１９９９《道路交通標(biāo)志標(biāo)線》的制訂提供了依據(jù)。

文獻(xiàn)［６］論述影響交通標(biāo)志中漢字認(rèn)讀的一些主要因素：漢字字體、高寬比、筆畫(huà)數(shù)、字頻、字間距及行

間距等，提出了利用標(biāo)準(zhǔn)視標(biāo)Ｅ與漢字兩者認(rèn)讀之間

的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系來(lái)計(jì)算標(biāo)志中漢字的字高公式，通過(guò)測(cè)定認(rèn)讀時(shí)間來(lái)確定最小認(rèn)讀距離，為高速公路交通標(biāo)志中的漢字設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)怕Ｊ。

國(guó)內(nèi)其他相關(guān)研究成果普遍認(rèn)為視力為０．９的駕駛員認(rèn)讀標(biāo)志上漢字內(nèi)容所需距離Ｓ約為漢字高度ｈ的２００倍，即：

Ｓ＝２００?ｈ．

（４）

第７期蔣海峰，等：交通指路標(biāo)志字高與視認(rèn)性關(guān)系研究

１１７

其中，ｈ為標(biāo)志板字母高度；Ｓ為駕駛員的視認(rèn)距離。

我國(guó)在１９８６年頒布實(shí)施的《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》（ＧＢ５７６８－１９６８）中指路標(biāo)志所采用的漢字高度是參

考日本標(biāo)準(zhǔn)制定的，實(shí)際使用過(guò)程中普遍反映漢字偏

小【７】。為此，在“七五”科技攻關(guān)項(xiàng)目中列入了關(guān)于漢字視認(rèn)性的研究課題，并于１９９９年頒布實(shí)施了國(guó)標(biāo)《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》（ＧＢ５７６８—１９９９），對(duì)指路標(biāo)志字高進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定，如表２。

表２車(chē)速與交通標(biāo)志漢字高度關(guān)系

Ｔａｂ．２

Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｖｅｈｉｄｅ

ｓｐｅｅｄ鋤ｄ

ｗｏｒｄ

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ｏｆ●：ｈｈ●曩辯ｄ艋旺ａｃｔｅ瑋伽ｔｌ＇ｌ桶Ｃ

ｓｉｇｎｓ

２研究方法及理論依據(jù)

標(biāo)志的視認(rèn)性不僅與標(biāo)志漢字字高有關(guān)，而且與漢字的筆畫(huà)粗細(xì)、字體、結(jié)構(gòu)、筆畫(huà)多少和使用頻率等因素有關(guān)。文獻(xiàn)［８］給出了標(biāo)志視認(rèn)性與漢字筆畫(huà)粗細(xì)的研究成果和結(jié)論，其他相關(guān)文獻(xiàn)已對(duì)漢字字體、結(jié)構(gòu)和使用頻率等給出了較為詳細(xì)的研究結(jié)論，這里就不再研究［８Ｊ８。本次試驗(yàn)是在筆畫(huà)粗細(xì)、字體、結(jié)構(gòu)、筆畫(huà)多少等因素確定后進(jìn)行的單因素多水平試驗(yàn)，即駕駛員視認(rèn)距離由字高唯一確定，二者是一一對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系。２．１試驗(yàn)假設(shè)

交通部西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目（２００４３１８２２３３３—１０）的研究成果表明，當(dāng)車(chē)速在１２０ｋｍ／ｈ以?xún)?nèi)時(shí)，運(yùn)動(dòng)對(duì)駕駛員的視認(rèn)距離沒(méi)有顯著影響，即動(dòng)視力可近似認(rèn)為與靜視力相同。因此，以駕駛員的靜態(tài)視認(rèn)距離為基礎(chǔ)，以靜態(tài)試驗(yàn)代替動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，以靜視力代替動(dòng)視力來(lái)研究指路標(biāo)志漢字字高與視認(rèn)性之間的數(shù)理關(guān)系，可節(jié)約試驗(yàn)時(shí)間和成本。２．２試驗(yàn)方案

ｌ

本次試驗(yàn)漢字字體為黑體，筆畫(huà)粗細(xì)為古ｈ（ｈ

是字高），試驗(yàn)變量因素暫定為：漢字的選�。ǹ紤]到我國(guó)地名漢字的使用頻率、筆畫(huà)繁簡(jiǎn)、字體結(jié)構(gòu)

等）、字高和駕駛員靜態(tài)視認(rèn)距離。結(jié)合我國(guó)縣、地、

市名和現(xiàn)有交通標(biāo)志字庫(kù)，試驗(yàn)選取“鼓樓”、“華碩”、“青蓮”、“南陽(yáng)”、“紫霞”和“國(guó)家”６組指路標(biāo)志信息組合，將指路標(biāo)志漢字信息分為６個(gè)試驗(yàn)水平。同時(shí)參考現(xiàn)有國(guó)標(biāo)ＧＢ５７６８—１９９９，將每一組試驗(yàn)

標(biāo)志漢字組合的字高分為７個(gè)試驗(yàn)水平。漢字選取和

漢字字高試驗(yàn)水平如表３所示。

萬(wàn)方數(shù)據(jù)

表３因素及水平

Ｔａｂ．３

ＦａｃｔｏｒｓａｎｄＩｅｖｅｌｓ

岡素水平

標(biāo)志用漢字

“國(guó)家”、“華碩”、“紫霞”、“鼓樓”、“南陽(yáng)”、“青蓮”

堡主主妾！塑墊箜塑箜絲鯉箜

試驗(yàn)前制作的指路標(biāo)志實(shí)物如圖１所示�，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)的效果如圖２所示。

圖１試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)

圖２結(jié)果試驗(yàn)驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)

ｎｇ．１

Ｔｅｓｔ

ｆｉｅｌｄ№．２

Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｉｅｌｄｆｏｒｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔ

２．３試驗(yàn)設(shè)備

ＰＶＣ標(biāo)志底板，模仿鋁板作為交通標(biāo)志底板；定滑輪，升降標(biāo)志板用；全站儀１套，測(cè)量駕駛員的靜態(tài)視認(rèn)距離；機(jī)動(dòng)車(chē)輛（桑塔納２０００），模擬駕駛員行車(chē)時(shí)的視角和視高。２．４試驗(yàn)人員

視覺(jué)生理學(xué)研究成果表明：年齡、性別及裸視力等因素對(duì)駕駛員的視認(rèn)性有顯著的關(guān)系。根據(jù)影響標(biāo)志視認(rèn)性的主要生理指標(biāo)對(duì)駕駛員的選取進(jìn)行了分類(lèi)，分類(lèi)的主要依據(jù)是年齡與性別。原則上要求被試人員具有一定的代表性，以確保試驗(yàn)的真實(shí)性和有效性。本次試驗(yàn)被試駕駛員２０名：老年（５０歲以上）５人，中年（３５至５０歲）１０人，青年（２０至３５歲）５人；女性駕駛員６人，其中青年２人、中年３人，老年１人；所有被試者的矯正視力均在１．０以上（與Ａ絕對(duì)�。保耙恢拢�，另外，所有被試者沒(méi)有在視覺(jué)生理卜有明顯個(gè)體差異的情況；試驗(yàn)車(chē)駕駛員１名，駕齡１０年左右。２．５理論依據(jù)

人類(lèi)視角的大小取決于物體的大小及物體與眼睛的距離。人眼的視敏度（或視力）的定義：人在５ｎｌ距離處能辨認(rèn)視角１分細(xì)節(jié)的視敏度定為１．０；若１個(gè)人在５ｍ處能辨認(rèn)出視角為０．５分的細(xì)節(jié)，其視敏度就是２．０。也就說(shuō)，當(dāng)視角ａ＝１分時(shí)，視力為１．Ｏ；視角１２＝０．６７分時(shí)，視力為１．５；視角口＝１．４３分時(shí)，視力為０．５。一般把０．７、１．０和１．５稱(chēng)為絕對(duì)視力【９｜。一般人

眼睛視網(wǎng)膜分辨力為５０胛，如網(wǎng)３所示，人眼的視認(rèn)

距離ｓ與視角和物體高度日存在關(guān)系：

，ｖ

＾１

Ｈ＝２?｜ｓ。ｔｇ號(hào)＝２培號(hào)‘５＝矗’５等Ｓ＝專(zhuān)‘日，

厶

‘Ｉ¨，

在視角口不變的情況下，Ｉ｜｝＝２ｔｇ詈是一常數(shù)，即視認(rèn)

１１８

公路交通科技

第２６卷

距離Ｓ與物體高度日是成正比的，理論上，物體高度

日增加時(shí)，人眼的視認(rèn)距離Ｓ是逐漸增加的。也就是說(shuō)在車(chē)型不變、駕駛員視角口不變的情況下，指路標(biāo)志信息的視認(rèn)距離與信息漢字字高是成正比的。本試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案正是基于人眼視覺(jué)生理學(xué)的這一理論。

圖３視覺(jué)過(guò)程簡(jiǎn)圖

ｔ３９．３

Ｓｃｈｅｎｌａｔｋ

ｄｉａｇｒａｍｏｆｖｉｄｏｎｐｒｏｃｅｓｓ

３數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析的目是根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定自變量與因變量之間的數(shù)理關(guān)系及其關(guān)聯(lián)程度，并探索出其內(nèi)在的規(guī)律性。標(biāo)志的視認(rèn)性不僅與標(biāo)志漢字字高有關(guān)，而且與漢字的筆畫(huà)粗細(xì)、字體結(jié)構(gòu)、筆畫(huà)多少和使用頻率等因素有關(guān)。本次試驗(yàn)是在筆畫(huà)粗細(xì)、字體結(jié)構(gòu)、筆畫(huà)多少等因素確定后進(jìn)行的單因素多水平試驗(yàn)，駕駛員的靜態(tài)視認(rèn)距離可由字高唯一確定，二者存在一一對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系。數(shù)據(jù)分析時(shí)，并不需要對(duì)所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)都進(jìn)行分析處理。在考慮到試驗(yàn)數(shù)據(jù)的完整性、代表性及數(shù)據(jù)分析的簡(jiǎn)潔性的情況下，從以上６組試驗(yàn)數(shù)據(jù)中隨機(jī)選�。辰M不同漢字的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。如表４、表５和表６。

表４

“鼓樓”試驗(yàn)數(shù)據(jù)

Ｔａｂ．４

Ｔｅｓｔｄａｔａｏｆｃｈａｒａｇｔｅｒｓ“ＧＩｌＬ００７’

標(biāo)志漢字“鼓樓”

字高／ｃｍ３０３５４０４５

５０６０６５視認(rèn)距離／ｍ

７２．３

８４．４

９２．６

１０２．１

１１０．９

１２０．１

１２２．３

表５

“紫霞”試驗(yàn)數(shù)據(jù)

１’曲．５

Ｔｅｓｔｄａｔａｏｆ

ｄｌｌａ憎ｃｔｅｌ［＇Ｓ“ＺｉＸｉａ”

表６“華碩”試驗(yàn)數(shù)據(jù)

１曲．６

Ｔｅｓｔｄａｔａｏｆｃｈａｒａｃｔｅｒｓ“ＨｕａＳｈｕｏ”

采用一元非線性回歸分析方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，定量分析漢字字高的變化對(duì)駕駛員視認(rèn)距離的影響。非線性回歸分析方法是從一組試驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)出發(fā)，確定出變量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系模型，描述一個(gè)或幾

萬(wàn)方數(shù)據(jù)

個(gè)變量（自變量）的變化對(duì)另一個(gè)特定變量（因變量）的影響程度。

表４、表５和表６的數(shù)據(jù)散點(diǎn)趨勢(shì)圖分別如圖４、圖５和圖６所示。

１４０

鑫：。。２０

盟８０

蓁加６０

＊

２００

圖４“鼓樓”數(shù)據(jù)分析結(jié)果

隱．４

Ｄａｔａａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｏｆｃｈａｒａｃｔｅｒｓ“ＧｕＬｏｌｌ”

１４０Ｅ

１２０

最１００

鞋８０

垂６∞０

牛２０

０

圖５

“紫霞”數(shù)據(jù)分析結(jié)果

毽

Ｄａｔａａｎ蚰ｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｏｆ

ｄＩａ瑚啪“Ｚｉ

Ｘｉａ”

量犍暇矗霉露牛

呦…啪啪∞∞加加。

圖６

“華碩”數(shù)據(jù)分析結(jié)果

ｎｇ．６

Ｄａｔａａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｏｆ

ｄｉａｌｅｒｓ“弛岫Ｓｌａｍ”

對(duì)“鼓樓”的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析結(jié)果如圖４所示�？梢悦黠@看出，二次非線性擬合優(yōu)度（虛線）要大于一次線性擬合優(yōu)度（實(shí)線）。圖４中的二次非線性表達(dá)式為：

Ｓ＝一２９２．６１ｈ２＋４２２．３ｈ一２８．２０，

（５）

其中，Ｓ為駕駛員的平均視認(rèn)距離；ｈ∈（０，１］為字高：

對(duì)回歸擬合效果進(jìn)行方差分析和統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表７和表８。表７中：ＭｕｌｔｉｐｌｅＲ是相關(guān)系數(shù)；ＲＳｑｕａＩｅ是判定系數(shù)；Ａｄｊｕｓｔｅｄ

Ｒ

Ｓｑｕａｒｅ是調(diào)整的判定系

數(shù)。表８中的矽是自由度；ＳＳ是總平方和；ＭＳ是回

歸和參差的均方；Ｆ是檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量；ＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅＦ是Ｆ檢驗(yàn)的顯著性水平。方差分析的主要作用是對(duì)回歸方程的線性關(guān)系進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。其中，表７中的判定系數(shù)ＲＳｑｕａｒｅ（簡(jiǎn)稱(chēng)尺２）測(cè)度了回歸直線對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的

第７期蔣海峰，等：交通指路標(biāo)志字高與視認(rèn)性關(guān)系研究

１１９

擬合優(yōu)度。Ｒ２數(shù)值越大表明回歸方程擬合實(shí)際數(shù)據(jù)的性能越好。如圖４～圖６中所示，Ｒ２＝０．９６，表明字高與駕駛員靜態(tài)視認(rèn)距離之間有９６％可以由線性關(guān)系來(lái)解釋。也就是說(shuō)該回歸模型能很好地表示字高與駕駛員視認(rèn)距離之間的數(shù)理關(guān)系。

表７回歸統(tǒng)計(jì)分析

Ｔａｂ．７Ｒｅｇｒｅｓ商ｏｎｓｔａｇｓｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ

Ｍｕｌｔｉｐｌｅ

Ｒ

０．９７８７５０３８４

ＲＳｑｕａ”

Ｏ．９５７９５２３１５

Ａｄｊｕｓｔｅｄ

Ｒ洳

一１．４

標(biāo)準(zhǔn)誤差４．１８９３１０４９１

觀測(cè)值

７

表８回歸方差分析

Ｔａｂ．８

ａｅｇｒｅｓｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆＶｌｌｌ＇ｉｌｕＩ（衛(wèi)母

ｓｓ

ＭＳ

Ｆ

ＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅＩ

殘差

５

８７．７５１６１

１７．５５０３２

整鹽壘

！咝：！塹

同理圖５中的非線性表達(dá)式為：

５＝一２６２．０３ｈ２＋３９５．０３ｈ一２６．９２。

（６）

圖６中的非線性表達(dá)式為：

Ｓ＝一２６２．３５ｈ２＋４０７．６１ｈ一２２．０３。

（７）

以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明：不同結(jié)構(gòu)、不同筆畫(huà)數(shù)目的漢字在以上７種字高情況下，其視認(rèn)距離的遠(yuǎn)近和關(guān)系模型表達(dá)式是不同的，這一方面說(shuō)明ｒ選取不同字體結(jié)構(gòu)、不｜一Ｊ筆畫(huà)數(shù)目的漢字進(jìn)行試驗(yàn)是非常有必要的。但是以上３組漢字的關(guān)系模型的類(lèi)型是一致的，都為二次非線性多項(xiàng)式。

由于漢字體系比較復(fù)雜，無(wú)法根據(jù)字體結(jié)構(gòu)、筆畫(huà)多少等影響因素進(jìn)行一一區(qū)分和試驗(yàn)分析。所以在有限的試驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，建立一個(gè)能夠統(tǒng)一描述漢字字高與其視認(rèn)距離關(guān)系的通用關(guān)系模型是本次試驗(yàn)的主要研究?jī)?nèi)容。由于式（５）、式（６）和式（７）都含有非線性二次項(xiàng)，不能進(jìn)行簡(jiǎn)單的疊加來(lái)得到通用關(guān)系模型，需要從原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)人手，建立一個(gè)通用的模型關(guān)系式。

首先，將以上３個(gè)標(biāo)志漢字的試驗(yàn)數(shù)據(jù)（視認(rèn)距離）按同一字高相加，然后取均值，得到的數(shù)據(jù)如表９所示。數(shù)據(jù)回歸分析結(jié)果如圖７所示。

表９通用試驗(yàn)數(shù)據(jù)Ｔａｂ．９

Ｇｅｎｅｒａｌ

ｔｅｓｔ

ｄａｔａ

！立！竺墊塹

竺箜竺

竺箜

墊墜絲璺！竺：�。�！

墅：！

絲：！

！塑：�。。。。禾m

！絲：！

！絲：！

從表９中可以看出，現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在１２０ｋｍ／ｈ條件下，交通標(biāo)志漢字字高６０～７０ｅｎｌ的視認(rèn)距離為１２０．４ｍ。對(duì)表中的數(shù)據(jù)作回歸分析后，漢字

萬(wàn)方數(shù)據(jù)

字高與駕駛員視認(rèn)距離之間的通用關(guān)系模型表達(dá)式如式（８）所示。Ｒ２＝０．９９８，表明該通用模型關(guān)系式的擬合效果還是比較令人滿意的。

１４０ｇ

１２０

褪１００

甚

８０

萎４６。０

．牛

２００

圖７綜合數(shù)據(jù)分析結(jié)果

ｎｇ．７

Ｄａｔａ

ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔ

將圖７中的非線性表達(dá)式中的字母表示為：

５＝一２７２．３３ｈ２＋４０８．３１ｈ一２５．７２＋￡，

（８）

式中，ｅ是根據(jù)具體的漢字筆畫(huà)繁簡(jiǎn)和字體結(jié)構(gòu)進(jìn)行

相應(yīng)變化的修正系數(shù)。

相關(guān)的試驗(yàn)研究成果表明：漢字的組成結(jié)構(gòu)和筆畫(huà)多少是影響駕駛員視認(rèn)距離的兩個(gè)顯著性因素。

ｅ的具體修正原則是：如果標(biāo)志漢字的筆畫(huà)簡(jiǎn)單、

結(jié)構(gòu)易視性強(qiáng)，如簡(jiǎn)單的上下結(jié)構(gòu)、左右結(jié)構(gòu)和獨(dú)體字等，ｅ取正值，并相應(yīng)增大ｅ的取值范圍；如果標(biāo)志漢字的筆畫(huà)復(fù)雜、結(jié)構(gòu)不容易視認(rèn)，如上中下結(jié)構(gòu)、左中右結(jié)構(gòu)和半包圍結(jié)構(gòu)等，取正值時(shí)可相應(yīng)減小￡的取值范圍，甚至把ｅ取為負(fù)值，以減少設(shè)計(jì)誤差，達(dá)到與實(shí)際視認(rèn)效果一致的目的。

在參考《中國(guó)國(guó)家地理》２００７年第１０期給出的中國(guó)地名的基礎(chǔ)上，本課題組針對(duì)同一字高、不同筆畫(huà)多少、不同字體結(jié)構(gòu)的標(biāo)志常用漢字地名進(jìn)行了室內(nèi)和室外試驗(yàn)，總結(jié)出￡的參考取值范圍，見(jiàn)表１０。

表１０參考取值范圍

Ｔａｂ．１０

ＲｅｆｅｒｅｎｃｅｖａｌｕｅＩ＇ａｌｌｇｅｏｆ

８

制作“高速”標(biāo)志板（字高６０｛３１１１

Ｘ

６０

ｃｍ），對(duì)

研究成果進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。取值介于１０。２０ｍ，按式（８）計(jì)算出的理論視認(rèn)距離為：１３１．２３２

２—１４１．２３２

２

ｍ，６個(gè)不同試驗(yàn)人員的實(shí)測(cè)平均距離為１４６．８

ｍ。

最小相對(duì)誤差為：

趔』嬰刪×１０：３．７９％．１４６

，、

＇

．

８

Ⅶ

即該模型產(chǎn)生的相對(duì)誤差很小在４ｎｌ以?xún)?nèi)。

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